專利名稱：一種單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型驅(qū)動機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)。
背景技術(shù)：
壓電電機(jī)作為一種精密的壓電驅(qū)動元件，正成為一些高級技術(shù)產(chǎn)品諸如手機(jī)、個人計算機(jī)、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)及其他微型醫(yī)用設(shè)備的關(guān)鍵元件。與傳統(tǒng)的電磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)相比，壓電驅(qū)動器具有相對較高的功率密度、大驅(qū)動力和較高的驅(qū)動步距精度。目前，有許多的研究者已經(jīng)致力于發(fā)展微型直線壓電電機(jī)作為精密驅(qū)動，特別是應(yīng)用于微型照相模塊，但是相對于當(dāng)前快速發(fā)展的手機(jī)，其用于手機(jī)拍攝系統(tǒng)自動聚焦和調(diào)焦的微型驅(qū)動元件比較缺少。壓電驅(qū)動元件與傳統(tǒng)的電磁驅(qū)動元件(如音 圈電機(jī))相比，具有響應(yīng)快、步距精度高、無電磁干擾和推力大等優(yōu)點，更適合于用戶對高質(zhì)量照片的拍攝要求和良好的用戶體驗。用于鏡頭驅(qū)動的壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)，有螺紋驅(qū)動型和直接驅(qū)動型，其中典型的螺紋驅(qū)動型有中國專利ZL200710022415. 9中公布的一種微型壓電馬達(dá)-鏡頭片集成驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括環(huán)狀壓電定子、轉(zhuǎn)子和驅(qū)動電源，其中環(huán)狀壓電定子上設(shè)有內(nèi)螺紋，轉(zhuǎn)子為帶有外螺紋的環(huán)狀或圓筒狀，轉(zhuǎn)子與鏡頭片集成一體；轉(zhuǎn)子的外螺紋與定子上內(nèi)螺紋吻合；轉(zhuǎn)子通過相互吻合的螺紋旋入定子；其優(yōu)點是提供了一種壓電定子的超薄環(huán)狀構(gòu)造，鏡頭片作為轉(zhuǎn)子一部分被直接驅(qū)動，具有相對更高的驅(qū)動力和效率，螺紋傳動還具有對振動不敏感的特點；由于壓電定子上的壓電元件為薄片狀或多層薄片結(jié)構(gòu)，可容許馬達(dá)在較低電壓下工作；由于馬達(dá)和鏡頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)含有元件少，相對尺寸小和造價低，特別適合于手機(jī)和微型照相機(jī)模塊中的光學(xué)鏡頭的自動聚焦和變焦；其把鏡頭集合成螺紋驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的螺桿，具有結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，但是其利用螺紋驅(qū)動原理，使得其鏡頭在調(diào)焦過程中也在做輕微的“呼啦圈”運動，會影響調(diào)焦效果；在美國專利US6940209中公布了一種棒狀型以“呼啦圈(Wobbling)”方式工作的直線馬達(dá)，其通過螺紋驅(qū)動原理驅(qū)動推動螺桿的直線運動，螺桿通過一個附著的小球和一個彈性片實現(xiàn)對鏡頭的驅(qū)動，其雖然可以做成小直徑棒狀結(jié)構(gòu)，但沿鏡頭方向有一個較長的長度，其不適合于做超薄型的鏡頭模塊。利用螺紋驅(qū)動原理實現(xiàn)直線驅(qū)動的壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)，具有不容易加載恒定預(yù)壓力的缺點。典型的直接驅(qū)動的壓電電機(jī)，如美國專利US7501745中公布的一種利用多層壓電陶瓷構(gòu)成的壓電振動器，其可以通過驅(qū)動滑塊間接的驅(qū)動鏡頭做直線運動，其具有驅(qū)動穩(wěn)定、恒定預(yù)壓力等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，采用盤式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，把鏡頭集成壓電直線電機(jī)的動子，與螺紋驅(qū)動型相比其具有衡預(yù)壓力、不做“呼啦圈”運動、驅(qū)動穩(wěn)定、可和鏡頭集成一體及盤型驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)超薄化設(shè)計等優(yōu)點，并且使用時只需要一路驅(qū)動信號電路就可以實現(xiàn)雙方向運動，通過對不同組壓電陶瓷片切換通電就可以實現(xiàn)不同方向運動，可以更好的實現(xiàn)驅(qū)動電路的微型化和簡單化。一種單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和動子，所述定子包括振動體和對稱設(shè)置在振動體兩側(cè)的至少兩片壓電陶瓷片，所述振動體包括振動體本體以及與振動體本體接觸且相對振動體本體凸起的突起部，所述突起部設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；所述突起部有兩個且兩個突起部的突出方向相反。本發(fā)明單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)突起部有兩個且兩個突起部的突出方向相反，使用時只需要一路驅(qū)動信號電路就可以實現(xiàn)雙方向運動。所述的動子能夠相對于定子滑動。優(yōu)選如下幾種技術(shù)方案
所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在所述固定支架的兩側(cè)面各設(shè)有一缽形環(huán)片，兩個缽形環(huán)片的缽形突起形成所述突起部，所述缽形突起的中心部位設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；兩個缽形環(huán)片的缽形突起的突出方向相反；所述壓電陶瓷片為與缽形環(huán)片的環(huán)狀部分相匹配的環(huán)形片，兩片壓電陶瓷片分別設(shè)置在兩個缽形環(huán)片遠(yuǎn)離固定支架的一面上。工作原理對其中一片壓電陶瓷片通與鋸齒波型信號，另一片壓電陶瓷片進(jìn)行短路，通過摩擦推動動子朝一個方向運動；對另一片壓電陶瓷片通以鋸齒波形信號，可以推動動子朝另一個方向運動，其只需在兩片壓電陶瓷片之間切換驅(qū)動信號就可以實現(xiàn)雙方向的運動，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其只需要一路驅(qū)動信號電路，可以實現(xiàn)驅(qū)動電路的微型化和簡單化，其缽形環(huán)片的定子結(jié)構(gòu)和鏡頭可以集成到動子中，可以實現(xiàn)超薄化集成化設(shè)計，滿足手機(jī)等器件超薄、微型化驅(qū)動結(jié)構(gòu)和簡化、微型化驅(qū)動電路的要求。所述固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布的固定孔，便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動?；蛘?，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在所述固定支架的兩側(cè)面各設(shè)有一缽形環(huán)片，兩個缽形環(huán)片的缽形突起形成所述突起部，所述缽形突起的中心部位設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；兩個缽形環(huán)片的缽形突起的突出方向相反；所述兩個缽形環(huán)片均沿其通孔的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且外圓周部分相互連接，四個部分在遠(yuǎn)離固定支架的一面上均設(shè)有與該部分弧形片段相匹配的壓電陶瓷片。工作原理對所述振動體一側(cè)的四片壓電陶瓷片通以一定頻率的鋸齒波信號，對所述振動體另一側(cè)的四片壓電陶瓷片進(jìn)行短路，可以推動動子朝一個方向運動，相反可以推動動子朝另一個方向運動，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其只需要一路驅(qū)動信號電路，可以實現(xiàn)驅(qū)動電路的微型化和簡單化，其缽形環(huán)片的定子結(jié)構(gòu)和鏡頭可以集成到動子中，可以實現(xiàn)超薄化集成化設(shè)計，滿足手機(jī)登器件超薄、微型化驅(qū)動結(jié)構(gòu)和簡化、微型化驅(qū)動電路的要求。固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布且與所述缺口一一對應(yīng)的固定孔，所述的固定孔還可以分布于兩個缺口之間部分的中間部分；便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動?；蛘?，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在圓環(huán)形固定支架的內(nèi)環(huán)設(shè)有四個兩兩相對的圓弧形突起，相對的兩個突起的突出方向一致，形成所述突起部，四個突起的頂端形成的通孔通道與所述動子過盈配合；圓環(huán)形固定支架沿其內(nèi)環(huán)的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且外圓周部分相互連接，四個部分的兩面上均設(shè)有與該部分弧形片段相匹配的壓電陶瓷片。工作原理通過對所述突起部所對應(yīng)的兩側(cè)的四片壓電陶瓷片通以一定頻率的鋸齒波形信號，對其余的四片壓電陶瓷片進(jìn)行短路，推動動子朝一個方向運動；相反，可以推動動子朝另一個方向運動，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其只需要一路驅(qū)動信號電路，可以實現(xiàn)驅(qū)動電路的微型化和簡單化，其缽形環(huán)片的定子結(jié)構(gòu)和鏡頭可以集成到動子中，可以實現(xiàn)超薄化集成化設(shè)計，滿足手機(jī)登器件超薄、微型化驅(qū)動結(jié)構(gòu)和簡化、微型化驅(qū)動電路的要求。固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布且與所述缺口一一對應(yīng)的固定孔，所述的固定孔還可以分布于兩個缺口之間部分的中間部分；便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動。或者，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在圓環(huán)形固定支架的內(nèi)環(huán)設(shè)有兩個相對的缽形突起，兩個缽形突起的突出方向相反，形成兩個所述突起部，兩個缽形突起的中心部位設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；兩個缽形突起及固定支架均沿通孔的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且外圓周部分相互連接，四個部分中一組相對的兩個部分的兩面上均設(shè)有與該部分弧形片段相匹配的壓電陶瓷片。工作原理所述振動體一側(cè)的壓電陶瓷片正極和另一側(cè)壓電陶瓷片的負(fù)極相連接構(gòu)成甲電極 ，對剩下相應(yīng)的正極和負(fù)極相連接構(gòu)成乙電極，所述甲電極接信號源正極，所述乙電極接信號源負(fù)極，可以推動動子朝一個方向運動；相反可以推動動子朝另一個方向運動。固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布且與所述缺口一一對應(yīng)的固定孔，所述的固定孔還可以分布于兩個缺口之間部分的中間部分；便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動。對稱設(shè)置在振動體兩側(cè)的壓電陶瓷片沿厚度方向極化且極化方向相反。所述的動子為圓筒形金屬棒或金屬管。所述鋸齒波形信號在一周期內(nèi)線性上升，在周期結(jié)束時跳回初始值。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，采用盤式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，把鏡頭集成壓電直線電機(jī)的動子，與螺紋驅(qū)動型相比其具有衡預(yù)壓力、不做“呼啦圈”運動、驅(qū)動穩(wěn)定、可和鏡頭集成一體及盤型驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)超薄化設(shè)計等優(yōu)點，并且使用時只需要一路驅(qū)動信號電路就可以實現(xiàn)雙方向運動，通過對不同組壓電陶瓷片切換通電就可以實現(xiàn)不同方向運動，可以更好的實現(xiàn)驅(qū)動電路的微型化和簡單化。


圖I為本發(fā)明實施例I中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例I中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖3為本發(fā)明實施例I中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖4為本發(fā)明實施例I中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子的缽形環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例2中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例2中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖7為本發(fā)明實施例2中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖8為本發(fā)明實施例2中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子的缽形環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例3中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實施例3中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖11為本發(fā)明實施例3中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖12為本發(fā)明實施例3中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子的缽形環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實施例4中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明實施例4中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖15為本發(fā)明實施例4中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)分解示意圖；
圖16為本發(fā)明實施例4中單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)的定子的缽形環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為本發(fā)明實施例的驅(qū)動信號波形圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實施例I如圖I、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和可相對于定子滑動的動子3，定子由振動體和兩片圓環(huán)形壓電陶瓷片2a和圓環(huán)形壓電陶瓷片2b組成，振動體由圓環(huán)形固定支架Ia和兩個相同的缽形環(huán)片lb、缽形環(huán)片Ic組成，缽形環(huán)片Ib上設(shè)有突起4a,突起4a的中心部位設(shè)有通孔,缽形環(huán)片Ic上設(shè)有突起4b,突起4b的中心部位設(shè)有通孔，突起4a和突起4b的突出方向相反；兩個缽形環(huán)片Ib和缽形環(huán)片Ic對稱的粘貼于固定支架Ia兩側(cè)并與之匹配，缽形環(huán)片Ib與固定支架Ia接觸的一面為與突起4a相對的面,缽形環(huán)片Ic與固定支架Ia接觸的一面為與突起4b相對的面，圓環(huán)形壓電陶瓷片2a和圓環(huán)形壓電陶瓷片2b分別對稱的粘貼于兩個缽形環(huán)片Ib和缽形環(huán)片Ic遠(yuǎn)離圓環(huán)形固定支架Ia的一側(cè)并與之匹配，圓環(huán)形壓電陶瓷片2a的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離缽形環(huán)片Ib負(fù)極靠近缽形環(huán)片lb，圓環(huán)形壓電陶瓷片2b的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離缽形環(huán)片Ic負(fù)極靠近缽形環(huán)片lc，圓環(huán)形壓電陶瓷片2a和圓環(huán)形壓電陶瓷片2b的極化方向相反，動子3穿過缽形環(huán)片Ib和缽形環(huán)片Ic的通孔并與通孔過盈配合。圓環(huán)形固定支架Ia上設(shè)有四個呈均勻分布的固定孔，便于對定子進(jìn)行固定(可直接固定或與其他部件連接)，用于限定定子運動。振動體由不銹鋼、鋼片等彈性金屬材料制成，并通過固定支架Ia周邊的4個固定孔進(jìn)行固定。對圓環(huán)形壓電陶瓷片2a通與如圖17所示的一定頻率的信號5，信號5從圓環(huán)形壓電陶瓷片2a的正極輸入，對圓環(huán)形壓電陶瓷片2b進(jìn)行短路，激發(fā)缽形環(huán)片Ib和圓環(huán)形壓電陶瓷片2a做徑向伸縮運動，使缽形環(huán)片Ib的突起4a沿對稱軸方向運動，從而通過摩擦使動子3向上運動，在推動動子3向上運動的過程中，突起4b對動子3進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子3在向上運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡；與之相反，對圓環(huán)形壓電陶瓷片2b通與如圖17所示的一定頻率的信號5，信號5從圓環(huán)形壓電陶瓷片2b的正極輸入，對圓環(huán)形壓電陶瓷片2a進(jìn)行短路，激發(fā)缽形環(huán)片Ic和圓環(huán)形壓電陶瓷片2b做徑向伸縮運動，使缽形環(huán)片Ic的突起4b沿對稱軸(即動子3的中心軸)方向運動，從而通過摩擦使動子3向下運動，在推動動子3向下運動的過程中，突起4a對動子3進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子3在向下運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡，通過在兩個圓環(huán)形壓電陶瓷片2a和圓環(huán)形壓電陶瓷片2b之間通電的切換，實現(xiàn)換向，其只需要一路驅(qū)動信號就可以實現(xiàn)換向，由于其可以把鏡頭集合成動子3，并與定子之間實現(xiàn)過盈配合，使得結(jié)構(gòu)緊湊并提供恒定的預(yù)壓力，由于其定子為缽形環(huán)片，可以實現(xiàn)超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于只需要一路驅(qū)動電路，可以容易實現(xiàn)電路的微型化，使得本盤形直線壓電電機(jī)更加適合手機(jī)等對鏡頭聚焦系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)微型化和超薄化的需求。實施例2如圖5、圖6、圖7和圖8所示，本發(fā)明單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和可相對于定子滑動的動子3，定子由振動體和8片弧形壓電陶瓷片2a、弧形 壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c、弧形壓電陶瓷片2d、弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g、弧形壓電陶瓷片2h組成，振動體由圓環(huán)形固定支架Ia和兩個相同缽形環(huán)片lb、缽形環(huán)片Ic組成，兩個缽形環(huán)片的缽形突起的突出方向相反，兩個缽形環(huán)片的缽形突起的中心部位均設(shè)有通孔；缽形環(huán)片Ib的突起部分和環(huán)大部分分成對等的環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4a、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4b、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4c和環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4d，缽形環(huán)片Ic的突起部分和環(huán)大部分分成對等的環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4e、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4f、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4g和環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4h,分成的各部分之間有缺口且位于缽形環(huán)片Ib外邊緣的部分相互連接，缽形環(huán)片Ib和缽形環(huán)片Ic對稱的粘貼于圓環(huán)形固定支架Ia兩側(cè)并與之匹配，缽形環(huán)片Ib與固定支架Ia接觸的一面為與缽形環(huán)片Ib的突起相對的面，缽形環(huán)片Ic與固定支架Ia接觸的一面為與缽形環(huán)片Ic的突起相對的面，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d對應(yīng)的粘貼于缽形環(huán)片Ib的上方即缽形環(huán)片Ib設(shè)有突起的一面，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離缽形環(huán)片Ib負(fù)極靠近缽形環(huán)片lb，弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g和弧形壓電陶瓷片2h對應(yīng)的粘貼于缽形環(huán)片Ic的下方即缽形環(huán)片Ic設(shè)有突起的一面，弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g、弧形壓電陶瓷片2h的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離缽形環(huán)片Ic負(fù)極靠近缽形環(huán)片lc，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d與弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g、弧形壓電陶瓷片2h的極化方向相反，動子3穿過缽形環(huán)片Ib和缽形環(huán)片Ic的通孔并與通孔過盈配合，圓環(huán)形固定支架Ia上設(shè)有四個呈均勻分布且與缺口一一對應(yīng)的固定孔，該固定孔還可以分布于兩個缺口之間部分的中間部分，便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動。振動體由不銹鋼、鋼片等彈性金屬材料制成，并通過圓環(huán)形固定支架Ia周邊的4個固定孔塊進(jìn)行固定。對弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d通與如圖17所示的一定頻率的信號5，信號5從弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d的正極輸入，對弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g和弧形壓電陶瓷片2h進(jìn)行短路，激發(fā)缽形環(huán)片Ib和弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d做徑向伸縮運動，使缽形環(huán)片Ib的突起沿對稱軸(即動子3的中心軸)方向運動，從而通過摩擦使動子3向上運動，在推動動子3向上運動的過程中，突起部分的環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4e、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4f、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4g和環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4h對動子3進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子3在向上運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡；與之相反，對弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g和弧形壓電陶瓷片2h通與如圖17所示的一定頻率的信號5，信號5從弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g和弧形壓電陶瓷片2h的正極輸入，對弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d進(jìn)行短路，激發(fā)缽形環(huán)片Ic和弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g和弧形壓電陶瓷片2h做徑向伸縮運動，使缽形環(huán)片Ic的突起沿對稱軸方向運動，從而通過摩擦使動子3向下運動，在推動動子3向下運動的過程中，突起部分的環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4a、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4b、環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4c和環(huán)扇形結(jié)構(gòu)4d對動子3進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子3在向下運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡作用，通過在兩組壓電陶瓷片之間通電的切換，實現(xiàn)換向，其只需要一路驅(qū)動信號就可以實現(xiàn)換向，由于其可以把鏡頭集合成動子3，并與定子之間實現(xiàn)過盈配合，使得結(jié)構(gòu)緊湊并提供恒定的預(yù)壓力，由于其定子為缽形環(huán)，可以實現(xiàn)超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于對缽形環(huán)片突起部分進(jìn)行切割和缽形環(huán)片環(huán)體部分大 部分進(jìn)行切割，使得剛度減小，更容易激發(fā)其突起部分的振動，由于只需要一路驅(qū)動電路，可以容易實現(xiàn)電路的微型化，使得本盤形直線壓電電機(jī)更加適合手機(jī)等對鏡頭聚焦系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)微型化和超薄化的需求。實施例3如圖9、圖10、圖11和圖12所示，本發(fā)明單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和可相對于定子滑動的動子3，定子由振動體和8片弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c、弧形壓電陶瓷片2d、弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g、弧形壓電陶瓷片2h組成，振動體本體為一圓環(huán)形固定支架1，在圓環(huán)形固定支架I的內(nèi)環(huán)設(shè)有四個兩兩相對的圓弧形突起4a、圓弧形突起4b、圓弧形突起4c和圓弧形突起4d，相對的兩個突起的突出方向一致，即圓弧形突起4a和圓弧形突起4c的突出方向一致形成一個突起部，圓弧形突起4b和圓弧形突起4d的突出方向一致形成另一個突起部，四個圓弧形突起的頂端形成的通孔通道與動子3過盈配合；圓環(huán)形固定支架I沿其內(nèi)環(huán)的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且位于缽形環(huán)片Ib外邊緣的部分相互連接，四個部分的兩面上均設(shè)有與該部分圓弧形片段相匹配的壓電陶瓷片，即弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d對應(yīng)的粘貼于圓環(huán)形固定支架I的上方，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離圓環(huán)形固定支架I負(fù)極靠近圓環(huán)形固定支架1，弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g和弧形壓電陶瓷片2h對應(yīng)的粘貼于圓環(huán)形固定支架I的下方，弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g、弧形壓電陶瓷片2h的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離圓環(huán)形固定支架I負(fù)極靠近圓環(huán)形固定支架1，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d與弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2g、弧形壓電陶瓷片2h的極化方向相反，弧形壓電陶瓷片2a與弧形壓電陶瓷片2e相對設(shè)置，弧形壓電陶瓷片2b與弧形壓電陶瓷片2f相對設(shè)置，弧形壓電陶瓷片2c與弧形壓電陶瓷片2g相對設(shè)置，弧形壓電陶瓷片2d與弧形壓電陶瓷片2h相對設(shè)置，動子3穿過圓環(huán)形固定支架I的內(nèi)孔并與該內(nèi)孔過盈配合，圓環(huán)形固定支架I上設(shè)有四個呈均勻分布且與缺口一一對應(yīng)的固定孔，該固定孔還可以分布于兩個缺口之間部分的中間部分，便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動。振動體由不銹鋼、鋼片等彈性金屬材料制成，并通過圓環(huán)形固定支架I周邊的4個固定孔進(jìn)行固定。對弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2d和弧形壓電陶瓷片2h通與如圖17所示的一定頻率的信號5，對弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2g進(jìn)行短路，信號5從弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2d和弧形壓電陶瓷片2h的正極輸入，激發(fā)弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2d、弧形壓電陶瓷片2h和圓弧形突起4b、圓弧形突起4d徑向運動，通過摩擦作用推動動子3向上運動，在推動動子3向上運動的過程中，圓弧形突起4a和圓弧形突起4c對動子3進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子3在向上運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡；對弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2g通與如圖17所示的一定頻率的信號5，對弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2f、弧形壓電陶瓷片2d和弧形壓電陶瓷片2h進(jìn)行短路，信號5從弧形壓電 陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2g的正極輸入，激發(fā)弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2e、弧形壓電陶瓷片2c、弧形壓電陶瓷片2g和圓弧形突起4a、圓弧形突起4c徑向運動，通過摩擦作用推動動子3向下運動，在推動動子3向下運動的過程中，圓弧形突起4b和圓弧形突起4d對動子3進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子3在向下運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡，通過在兩組壓電陶瓷片之間通電的切換，實現(xiàn)換向，其只需要一路驅(qū)動信號就可以實現(xiàn)換向，由于其可以把鏡頭集合成動子3，并與定子之間實現(xiàn)過盈配合，使得結(jié)構(gòu)緊湊并提供恒定的預(yù)壓力，由于其定子為缽形環(huán)，可以實現(xiàn)超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于對缽形環(huán)片突起部分進(jìn)行切割和缽形環(huán)片環(huán)體部分大部分進(jìn)行切割，使得剛度減小，更容易激發(fā)其突起部分的振動，由于只需要一路驅(qū)動電路，可以容易實現(xiàn)電路的微型化，使得本盤形直線壓電電機(jī)更加適合手機(jī)等對鏡頭聚焦系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)微型化和超薄化的需求。實施例4如圖13、圖14、圖15和圖16所示，本發(fā)明單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和可相對于定子滑動的動子，定子由振動體和4片弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d組成，振動體是一個包含兩個突起的缽形環(huán)片1，兩個突起的突出方向相反，即上突起和下突起，兩個突起的中心部位均設(shè)有通孔，缽形環(huán)片I的上突起沿圓周平分為4等分圓弧形突起4a、圓弧形突起4b、圓弧形突起4c和圓弧形突起4d,缽形環(huán)片I的下突起沿圓周平分為依次與圓弧形突起4a、圓弧形突起4b、圓弧形突起4c和圓弧形突起4d相對的4等分圓弧形突起4e、圓弧形突起、圓弧形突起4g和圓弧形突起4h，缽形環(huán)片I的環(huán)形本體通過上下的平分線延伸被分割為四個部分且該四個部分的外邊緣相互連接。弧形壓電陶瓷片2a和弧形壓電陶瓷片2b粘貼于圓弧形突起4a和圓弧形突起4c對應(yīng)的缽形環(huán)片I的上方部分，弧形壓電陶瓷片2a和弧形壓電陶瓷片2b的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離缽形環(huán)片I負(fù)極靠近缽形環(huán)片1，弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d粘貼于圓弧形突起4e和圓弧形突起4g對應(yīng)的缽形環(huán)片I的下方部分，弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d的極化方向為壓電陶瓷片的厚度方向且正極遠(yuǎn)離缽形環(huán)片I負(fù)極靠近缽形環(huán)片1，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b與弧形壓電陶瓷片2c、弧形壓電陶瓷片2d的極化方向相反；弧形壓電陶瓷片2a與弧形壓電陶瓷片2c相對設(shè)置，弧形壓電陶瓷片2b與弧形壓電陶瓷片2d相對設(shè)置，動子穿過缽形環(huán)片I的通孔并與之過盈配合，圓環(huán)形固定支架I上設(shè)有四個呈均勻分布且與缺口一一對應(yīng)的固定孔，該固定孔還可以分布于兩個缺口之間部分的中間部分，便于對定子進(jìn)行固定，用于限定定子運動。振動體由不銹鋼、鋼片等彈性金屬材料制成，并通過所述缽形環(huán)片I周邊的4個固定孔進(jìn)行固定。對弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d通與如圖17所示的一定頻率的信號5時，信號5從弧形壓電陶瓷片2a和弧形壓電陶瓷片2b的負(fù)極輸入，信號5從弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d的正極輸入，使得弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c、弧形壓電陶瓷片2d、圓弧形突起4a、圓弧形突起4c、圓弧形突起4g和圓弧形突起4e向上彎曲，其通過圓弧形突起4g、圓弧形突起4e和動子之間的摩擦推動動子向上運動；相反，弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d通與如圖17所示的一定頻率的信號5時， 信號5從弧形壓電陶瓷片2a和弧形壓電陶瓷片2b的正極輸入，信號5從弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d的負(fù)極輸入，使得弧形壓電陶瓷片2a、弧形壓電陶瓷片2b、弧形壓電陶瓷片2c和弧形壓電陶瓷片2d和圓弧形突起4a、圓弧形突起4c、圓弧形突起4g和圓弧形突起4e向下彎曲，其通過圓弧形突起4a、圓弧形突起4c和動子之間的摩擦推動動子向下運動；在推動動子上下運動的過程中，圓弧形突起4b、圓弧形突起4d、圓弧形突起4f和圓弧形突起4h對動子進(jìn)行夾持，起到導(dǎo)軌作用，使得動子在上下運動的過程中維持運動方向的穩(wěn)定和平衡，通過在兩組壓電陶瓷片之間通電的切換，實現(xiàn)換向，其只需要一路驅(qū)動信號就可以實現(xiàn)換向，由于其可以把鏡頭集合成動子3，并與定子之間實現(xiàn)過盈配合，使得結(jié)構(gòu)緊湊并提供恒定的預(yù)壓力，由于其定子為缽形環(huán)，可以實現(xiàn)超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于對缽形環(huán)片突起部分進(jìn)行切割和缽形環(huán)片環(huán)體部分大部分進(jìn)行切割，使得剛度減小，更容易激發(fā)其突起部分的正弦振動，由于只需要一路驅(qū)動電路，可以容易實現(xiàn)電路的微型化，使得本盤形直線壓電電機(jī)更加適合手機(jī)等對鏡頭聚焦系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)微型化和超薄化的需求。本發(fā)明中基于本發(fā)明原理的任意變形均可實現(xiàn)本發(fā)明。在此不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和動子，其特征在于，所述定子包括振動體和對稱設(shè)置在振動體兩側(cè)的至少兩片壓電陶瓷片，所述振動體包括振動體本體以及與振動體本體接觸且相對振動體本體凸起的突起部，所述突起部設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；所述突起部有兩個且兩個突起部的突出方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在所述固定支架的兩側(cè)面各設(shè)有一缽形環(huán)片，兩個缽形環(huán)片的缽形突起形成所述突起部，所述缽形突起的中心部位設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；兩個缽形環(huán)片的缽形突起的突出方向相反；所述壓電陶瓷片為與缽形環(huán)片的環(huán)狀部分相匹配的環(huán)形片，兩片壓電陶瓷片分別設(shè)置在兩個缽形環(huán)片遠(yuǎn)離固定支架的一面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布的固定孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在所述固定支架的兩側(cè)面各設(shè)有一缽形環(huán)片，兩個缽形環(huán)片的缽形突起形成所述突起部，所述缽形突起的中心部位設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；兩個缽形環(huán)片的缽形突起的突出方向相反；所述兩個缽形環(huán)片均沿其通孔的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且外圓周部分相互連接，四個部分在遠(yuǎn)離固定支架的一面上均設(shè)有與該部分弧形片段相匹配的壓電陶瓷片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在圓環(huán)形固定支架的內(nèi)環(huán)設(shè)有四個兩兩相對的圓弧形突起，相對的兩個突起的突出方向一致，形成所述突起部，四個突起的頂端形成的通孔通道與所述動子過盈配合；圓環(huán)形固定支架沿其內(nèi)環(huán)的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且外圓周部分相互連接，四個部分的兩面上均設(shè)有與該部分弧形片段相匹配的壓電陶瓷片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，所述振動體本體為一圓環(huán)形固定支架，在圓環(huán)形固定支架的內(nèi)環(huán)設(shè)有兩個相對的缽形突起，兩個缽形突起的突出方向相反，形成兩個所述突起部，兩個缽形突起的中心部位設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；兩個缽形突起及固定支架均沿通孔的圓周方向平均分為四個部分，各部分之間有缺口且外圓周部分相互連接，四個部分中一組相對的兩個部分的兩面上均設(shè)有與該部分弧形片段相匹配的壓電陶瓷片。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布且與所述缺口一一對應(yīng)的固定孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，固定支架上設(shè)有四個呈均勻分布的固定孔，該固定孔分布于兩個缺口之間部分的中間部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，對稱設(shè)置在振動體兩側(cè)的壓電陶瓷片沿厚度方向極化且極化方向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，其特征在于，所述的動子為圓筒形金屬棒或金屬管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單驅(qū)雙向型盤形直線壓電電機(jī)，包括定子和動子，所述定子包括振動體和對稱設(shè)置在振動體兩側(cè)的至少兩片壓電陶瓷片，所述振動體包括振動體本體以及與振動體本體接觸且相對振動體本體凸起的突起部，所述突起部設(shè)有通孔，該通孔與所述動子過盈配合；所述突起部有兩個且兩個突起部的突出方向相反。該壓電電機(jī)，采用盤式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，把鏡頭集成壓電直線電機(jī)的動子，與螺紋驅(qū)動型相比其具有衡預(yù)壓力、不做“呼啦圈”運動、驅(qū)動穩(wěn)定、可和鏡頭集成一體及盤型驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)超薄化設(shè)計等優(yōu)點，并且使用時只需要一路驅(qū)動信號電路就可以實現(xiàn)雙方向運動，可以更好的實現(xiàn)驅(qū)動電路的微型化和簡單化。
文檔編號H02N2/04GK102969936SQ20121051275
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者邢增平, 何彬, 徐凱 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所